氧化锆陶瓷及其制造方法

本发明论述了在特定的温度范围内,具有很长的正常使用寿命的,高强度、高抗强度损蚀性能的ZrO_2-Y_2O_3氧化锆陶瓷,及其制造方法。迄今为止,作为ZrO_2-Y_2O_3氧化锆陶瓷,我们已知道仅由立方晶相构成的完全稳定氧化锆陶瓷和由立方、单斜晶相所构成的部分稳定     

低温烧结20wt% ZrB_2(ZrO_2)/Al_2O_3复相陶瓷及微观结构表征

在高纯亚微米Al_2O_3粉中添入质量分数为20 wt%的亚微米ZrB_2(ZrO_2)粉体,采用高压干压的成型方法和恒速升温多阶段小保温的烧结方法制备出ZrB_2(ZrO_2)/Al_2O_3复相陶瓷。采用XRD、EDS和SEM对ZrB_2(ZrO_2)粉体和复相陶瓷进行相组成、元素分布和微观结构表征。结果表明:1500℃/8 h烧结制备的20 wt%ZrB_2(ZrO_2)/Al_2O_3复相陶瓷微观结构优良;杂质元素诱导晶粒生长,导致复相陶瓷表面出现Al_2O_3和ZrB_2(ZrO_2)聚集相;引入的ZrB_2(ZrO_2)颗粒使复相陶瓷发生剧烈的穿晶断裂,ZrB_2(ZrO_2)晶粒带动周围的Al_2O_3晶粒发生明显的撕裂,断裂模式为穿晶-沿晶混合断裂。     

ZrO2—Al2O3系陶瓷复合材料力学性质

本文研究了ZrO_2-Al_2O_3系统陶瓷复合材料的力学性质,发现有两个最佳区域存在:在Al_2O_3基的陶瓷中,添加第二相ZrO_2颗粒可以使Al_2O_3瓷得到增韧和强化;在ZrO_2基的陶瓷中,添加少量Al_2O_3则可以通过Al_2O_3晶粒的裂纹弯曲和分叉增韧,强化ZrO_2的相变增韧,使ZrO_2瓷的强度和断裂韧性得到进一步的提高。适宜地控制YMSZ(Y_2O_3亚稳定ZrO_2)中Y_2O_3和TZP(四方相氧化锆多晶瓷)中的Al_2O_3量,可以获得高韧性和高强度的ZrO_2-Al_2O_3系陶瓷复合材料。     

MgO含量对Al_2O_3/ZrO_2/莫来石复相陶瓷性能的影响

采用ZrSiO_4和Al_2O_3为原料,通过无压烧结法制备了不同MgO含量的Al_2O_3/Zr O_2/莫来石复相陶瓷,研究了复合陶瓷的显微组织、弯曲强度、断裂韧性和抗热震性能。结果表明:添加MgO有利于ZrO_2四方相的稳定,从而提高了陶瓷的弯曲强度、断裂韧性和抗热震性。MgO添加量为4%时,Al_2O_3/ZrO_2/莫来石复相陶瓷的弯曲强度达到最大值365 MPa,陶瓷的断裂韧性达到5.31 MPa·m~(1/2)。复相陶瓷热震后强度的损失率仅为5.61%。     

Al_2O_3含量对ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷流变性能和抗弯强度的影响

采用有机泡沫浸渍法制备ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷,分析Al_2O_3添加量对泡沫陶瓷显微形貌、相结构、抗弯强度和浆料流变性能的影响,确定制备复相陶瓷的最佳工艺参数。实验结果表明,ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷由m-ZrO_2相、t-ZrO_2相和Al_2O_3相组成;当Al_2O_3的含量为20 wt%时,烧结的陶瓷颗粒致密均匀,陶瓷的抗弯强度最佳,浆料表观粘度增加;增加Al_2O_3的含量到40 wt%,陶瓷出现较多气孔,浆料的表观粘度增加幅度不大;Al_2O_3的添加影响了复相陶瓷的致密性、晶粒尺寸、相结构等因素;制备ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷时,最佳工艺参数为20 wt%Al_2O_3和80 wt%ZrO_2。     

TiO_2、ZrO_2和P_2O_5对ZnO—Al_2O_3—SiO_2系玻璃晶化过程的影响

应用热谱分析、X射线衍射、电子显微镜和X射线能谱及红外吸收光谱等实验技术研究了TiO_2、ZrO_2和P_2O_5三种晶核剂对组成为12(MgO+CaO+BaO)·30.2ZnO·6.6·Al_2O_3·51.2SiO_2玻璃晶化过程的影响。讨论了分相与析晶关系和三种晶核剂的作用机理。三种晶核剂能明显改变基础玻璃的析晶温度、初晶相和析晶程序并影响晶化后的相组成、组织结构及性质。三者都是通过影响玻璃分相而对晶化过程起作用的,但具体作用机构各不相同。     

Al_2O_3多孔陶瓷的制备及性能

以煅烧α-Al_2O_3微粉为原料、粘土为高温烧成粘结剂、羧甲基纤维素为成型粘结剂,采用模压成型法制备了氧化铝多孔陶瓷,运用TG-DSC、SEM、XRD等手段研究了烧成温度、粘土含量对氧化铝多孔陶瓷微观形貌、物相结构、线收缩率、气孔率及力学性能的影响。结果表明:在烧结温度为1400℃时,氧化铝多孔陶瓷出现液相烧结,1500℃时液相烧结随粘土含量的增加更加明显;粘土在高温下促进了氧化铝多孔陶瓷的致密化使得线收缩率增大、气孔率降低、抗折强度提高。烧成氧化铝多孔陶瓷的主晶相为α-Al_2O_3,并有少量的莫来石相,莫来石由粘土在高温下转变得到。1400℃烧成的氧化铝多孔陶瓷综合性能优异,其气孔率介于28.6%~33.7%之间,抗折强度介于37.0~64.0 MPa之间。     

三聚磷酸二氢铝的制备及其脱水过程的研究

本文用磷酸(H_3PO_4)和氢氧化铝(Al(OH)_3)或氧化铝(α-Al_2O_3)合成了三聚磷酸二氢铝。原料配比,P_2O_5/Al_2O_3为3—6摩尔,控制温度300。C,产品为白色粉末。x—射线分析结果证明组成为AlH_2P_3O_(10)·2H_2O,热分析结果证明其脱水过程为:160°CAlH_2P_3O_(10)·2H_2O脱去两个结晶水变为AlH_2P_3O_(10),550℃再脱去一个结构水变为Al(PO_3)_3。     

聚磷酸铝的研制

<正> 一、前言聚磷酸铝即三聚磷酸二氢铝(AlH_2P_3O_(10)),是一种多形态的聚磷酸盐。包括AlH_2P_3O_(10)(Ⅰ),AlH_2P_3O_(10)(Ⅱ),AlH_2P_3O_(10)·0.53H_2O,AlH_2P_3O_(10)·1.45H_2O,AlH_2P_3O_(10)·2H_2O,AlH_2P_3O_(10)·     

增韧Z_rO_2陶瓷的研究

以Y_2O_3为固溶剂采用机械粉碎法制备的亚微米级ZrO_2粉末为原料,制造出高强度、高韧性的ZrO_2陶瓷。通过制定合理的配方以及控制烧成工艺条件,可以在坯体中获得大量的亚稳四方ZrO_2。当Y_2O_3加入量为2.5mol％时,抗折强度达978MPa,断裂韧性达15.1MPam~1/2。其增韧机理属于应力诱导相变增韧。     

高强度磷灰石质陶瓷的制造方法

人们都知道羟基磷灰石是和生物体内的骨头最相似的材料之一。但是高强度羟基磷灰石的烧结制品尚未进行研究,要想使磷灰石质瓷作为人体骨头的代用材料,就抗折强度而言,到目前为止所研究出的羟基磷灰石质瓷是不能胜任的。另一方面,已经研究了和生物骨相似的CaO—P_2O_5玻璃陶瓷作为生物骨的代用材料。最近报道了在羟基磷灰石烧结物中添加CaO—P_2O_5烧块和P_2O_5或金属氧化物烧块所起的作用。本文所研究的是用普通的压型方法(在室温情况下)进行压型,然后烧成来制造高抗折强度的磷灰石质陶瓷。采用沉淀的方法制备羟基磷灰石原材料     

碳化硅晶须对氧化锆陶瓷材料结构的影响

本文研究了不同晶须含量对可相变增韧的ZrO_2(2mol%Y_2O_3)陶瓷及完全稳定的ZrO_2(6mol%Y_2O_3)陶瓷结构的影响。结果表明:晶须的加入使ZrO_2材料的晶料明显细化,但对该类热压复合材料的致密度影响不大;纯ZrO_2(6mol％Y_2O_3)为单一的C相结构,加入晶须后有少量的t相出现;纯ZrO_2(2mol%Y_2O_3)热压材料由t m两相组成,晶须的加入降低了基体中m相的相对含量,但对断裂过程中t→m相交量影响不大。     

稳定钛酸铝的烧结及其性能

1.引言 BUNTING′曾报道钛酸铝(Al_2O_3·TiO_2)在Al_2O_3—TiO_2二元系统中是唯一的化合物。结晶学研究表明了Al_2O_3·TiO_2有α型和β型,它在25℃和1000℃之间的热膨胀系数是一个负值。可是,Al_2O_3·TiO_2在加热到800～1200℃时会分解成α—Al_2O_3·TiO_2和TiO_2(金红石)。HAMANO~7和HARMAN~8添加MgO、SiO_2、ZrO_2、Fe2O_3、TiO_2和高岭石到Al_2O_3·TiO_2中而烧结出混合物。但是,他们没有成功地抑     

滑石—粘土匣钵配料中堇菁石的形成和滑石添加物的作用机理

本文研究了以高岭土、滑石和工业氧化铝为原料的匣钵配料的烧成反应、相组成和热膨胀性能。探明了位于3Al_2O_3·2SiO_2—2MgO—2Al_2O_3·5SiO_2—SiO_2区域内成分不同的粘土—滑石匣钵坯料烧成时的反应历程、堇菁石形成条件和滑石添加物对降低其膨胀系数,改善稳热定性的作用机理。     

1300℃下高强度氮化硅结构陶瓷

根据加压热浇注及压缩烧结工艺,研制成Si_3N_4高温陶瓷,其常温抗折强度为620MPa和1300℃下的抗折强度为450MPa。该陶瓷的特点是晶间相的结晶程度高及在相组成中存在高温石榴石3Y_2O_3·5Al_2O_3。陶瓷的微观结构主要为不规则形状晶粒,粒度不大于12μm,并含有呈六面体形的条状的Si_3N_4晶体。     

二氧化锆浇注料的热机械性能

研究了ZrO_2高级耐火浇注料的热机械性能。该ZrO_2用9％～10％Y_2O_3进行稳定,采用含磷酸盐的结合剂,ZrO_2在H_3PO_4水溶液中进行粉碎。此种浇注料的特点是P_2O_5含量低(～1％)、强度高及抗热震性高,因而可以采用它作为高温(>2300K)热工设备的可靠内衬。     

ZrO_2界面相对3D-Al_2O_3/Al_2O_3复合材料性能的影响

实验主要采用溶胶凝胶法(sol-gel)制备3D-Al_2O_3/Al_2O_3复合材料,并在纤维和基体之间制备ZrO_2界面相,通过三点弯曲实验分析材料的力学性能;通过扫描电镜观察破坏规律。研究表明,所制备的3D-Al_2O_3/Al_2O_3复合材料,其基体的主要成分为α-Al_2O_3,引入ZrO_2界面相的复合材料弯曲强度达到75.2MPa,与无界面相复合材料弯曲强度(62.3 MPa)相比提高了20.7%,无界面相Al_2O_3/Al_2O_3复合材料断口平整,呈现脆性断裂,存在ZrO_2界面相的Al_2O_3/Al_2O_3复合材料断口有大量纤维拔出,表现出类似金属断裂的假塑性断裂特征。     

ZrO2增韧Al2O3陶瓷耐磨性的研究

本文对五种不同含量ZrO_2增韧Al_2O_3陶瓷在磨粒磨损条件下的耐磨性进行了试验研究。试验结果表明,ZrO_2增韧Al_2O_3陶瓷的磨损机理不同于金属,它并不是简单的显微切削机理或犁沟机理,其耐磨性与陶瓷的硬度和弹性模量没有单调的依赖关系,而与材料的断裂韧性和抗弯强度呈现比较一致的趋向关系。扫描电镜对摩擦表面和抗弯断口的对比观测表明,ZrO_2增韧Al_2O_3陶瓷磨损破坏机理属于一次性脆性断裂机理。因此,欲提高该陶瓷的耐磨性应当着重于提高陶瓷的韧性和强度。利用ZrO_2的马氏体相变,可望提高陶瓷的韧性和强度,故可望提高Al_2O_3基陶瓷的耐磨性。     

Cr_2O_3、ZrO_2、P_2O_5、TiO_2晶核剂对锑炉渣玻璃陶瓷微晶化过程的影响

研究中利用CaO—Al_2O—SiO_2三元相图确定了锑炉渣玻璃陶瓷的基础配方,并运用差热分析,x-射线衍射和扫描电镜分析方法比较了Cr_2O_3、ZrO_2、P_2O_5及TiO_2四种晶核剂的作用效果。研究表明,上述晶核剂对该系统的炉渣玻璃陶瓷的作用机理不尽相同,因而对这类炉渣玻璃陶瓷的析晶形式、析晶程序和晶相组成有不同影响。TiO_2被证明是其中最有效的晶核剂,其最佳用量有为10％。     

ZrO_2对R_2O-RO-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2系熔块釉硬度的影响

为了研制高硬度熔块釉,在R2O-RO-Al2O3-B2O3-Si O_2系熔块釉配料的基础上,以锆英石引入ZrO_2取代Si O_2,利用TG-DSC、XRD、SEM、维氏硬度仪等测试手段,研究了ZrO_2含量的变化对R2O-RO-Al2O3-B2O3-Si O_2系熔块釉的烧成过程、物相组成、微观结构和釉面硬度的影响。结果表明:在烧成过程中,ZrO_2含量由0增加到5.39%的8个试样均首先在820~1000℃析出Ca2Zn Si2O7晶体;ZrO_2含量达到2.50%及以上的试样同时析出ZrSi O4晶体,随着温度的进一步升高,Ca2Zn Si2O7晶体逐步熔于液相。烧成温度1180℃时,ZrO_2含量低于2.50%的试样全部得到物相组成为玻璃相的釉,釉面硬度较低;ZrO_2含量3.60%时釉中析出长度范围在1~8μm的ZrSi O4晶体,釉面硬度可达6027 MPa。